Средства коллективной защиты от поражения электрическим током

Безопасность эксплуатации электрических установок достигается тем, что исключается возможность прикосновения человека к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

Для защиты от поражения электрическим током применяют следующие технические меры защиты:

• изоляцию токоведущих частей, проводов путем нанесения на них диэлектрического материала (пластмасс, резины и т. п.);
• недоступность расположения проводов, токоведущих частей (воздушные линии электропередачи на опорах, электрические кабели в земле и др.);
• ограждения и оболочки электроустановок (например, кожухи на электрорубильниках, заборы на подстанциях и др.). Вход за ограждение и вскрытие оболочки должны быть возможны только с применением специального ключа или инструментов или после снятия напряжения;

• блокировочные устройства, автоматически отключающие напряжение в электроустановках при снятии с них защитных кожухов, оболочек, ограждений;
• сверхнизкое (малое) напряжение, не превышающее 50 В для переменного и 120 В — постоянного тока (например, для питания электрифицированных инструментов, светильников местного освещения в условиях повышенной электроопасности);
• защитное электрическое разделение цепей с применением разделительного трансформатора (трансформатора, у которого первичная обмотка отделена от вторичной обмотки, что исключает при пробое изоляции обмотки переход высокого напряжения на низкую сторону);
• автоматическое отключение питания (например, с помощью устройств защитного отключения (УЗО), реагирующих на изменения каких-либо электрических параметров, повышенного тока, дифференциального тока и др.);
• защитное заземление или зануление корпусов электроустановок;
• уравнивание потенциалов;
• выравнивание потенциалов;
• изолирующие площадки, полы, зоны, помещения, когда другие меры обеспечения безопасности не могут быть выполнены;
• предупреждающую сигнализацию (например, звуковую или световую при появлении напряжения на корпусе электроустановки, надписи, плакаты, знаки);
• средства индивидуальной защиты и др.

Ни одно из известных средств не гарантирует полной безопасности, поэтому на практике для одной и той же цели применяют несколько средств, например, устройство защитного заземления и защитного отключения, блокировки и знаки

ГОСТ 12.1.009 – 76 «Электробезопасность. Термины и определения» различает следующие виды изоляции: рабочую, дополнительную, двойную.

Рабочая изоляция обеспечивает нормальную работу электроустановок и защиту от поражения электрическим током.

Дополнительная изоляция предусмотрена, наряду с рабочей, для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения рабочей изоляции.

Двойнойназывается изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной. Материалы, используемые для рабочей и дополнительной изоляции, имеют различные свойства, что делает маловероятным од­новременное их повреждение.

С двойной изоляцией изготавливаются отдельные электротехнические изделия, например, ручные светильники, ручные электрические машины (электроинструмент), разделяющие трансформаторы. Часто в качестве дополнительной изоляции используется корпус электропри­емника, выполненный из изоляционного материала. Такой корпус за­щищает от поражения электрическим током не только при пробое изо­ляции внутри изделия, но и при случайном прикосновении рабочей части инструмента к токоведущей части. Если же корпус изделия ме­таллический, то роль дополнительной изоляции играют изоляционные втулки, через которые питающий кабель проходит внутрь корпуса, иизолирующие прокладки, отделяющие электродвигатель от корпуса.

Усиленная изоляция используется только в тех случаях, когда двойную изоляцию затруднительно применить по конструктивным причинам, например в выключателях, щёткодержателях и др. На паспортной табличке такого изделия помещается знак – квадрат внутри квадрата.

При эксплуатации электроинструмента с двойной изоляцией не­обходимо ежемесячное испытание изоляции мегаомметром, а при каждой выдаче для работы – проверка отсутствия замыкания на корпус при помощи специального прибора – нормометра.

Поддержание сопротивления изоляции на высоком уровне уменьшает вероятность замыканий на землю, на корпус и пораже­ний людей электрическим током. Контроль изоляции может быть приёмосдаточным, периодическим или постоянным (непрерывным).

В малоразветвлённых сетях с изолированной нейтралью, где ем­кость фаз относительно земли невелика, сопротивление изоляции яв­ляется основным фактором безопасности. Поэтому ПУЭ требует в сетях до и выше 1 кВ с изолированной нейтральюосуществлять постоянный контроль изоляции.

В сетях с большой емкостью и в сетях с заземленной нейтралью сопротивление изоляции не определяет безопасности, однако повреждение изоляции может стать причиной поражения при прикосновении к изолированной токоведущей части. Поэтому и в таких сетях должен проводиться контроль изоляции, правда, можно огра­ничиться периодическим контролем.

Правила предусматривают проведение периодических проверок сопротивления изоляции мегаомметром. Измеряется сопротивление изоляции каждой фазы относительно земли и между фазами на каждом участке между двумя последовательно установленными предохранителями, выключателями и другими устройствами или за послед­ним предохранителем (выключателем). Согласно Правилам эксплуатации электроустановок потребителей (ПЭЭП) сопротивление изоляции должно быть не ниже:

· для силовых кабелей напряжением до 1000 В — 0,5 МОм при проверке мегаомметром с напряжением 2500 В в течение 1 мин,

· для обмоток статора электродвигателя переменного тока до 1000 В — 1 МОм при температуре 10-30°С, а при температуре 60°С — 0,5 МОм,

· для обмоток ротора — 0,2 МОм (напряжение мегаомметра — 1000 В);

· для проводов электрического освещения — 0,5 МОм (при напряжении мегаомметра — 1000 В)

Неудобство таких измерений состоит в том, что они должны проводиться при полном снятии напряжения с установки и при отключенных электроприемниках (в осветительных сетях – при вывернутых лампах накаливания). В настоящее время разработаны приборы, позволяющие измерять сопротивление изоляции под напряжением и при включенных электроприемниках.

Если по условиям работы токоведущие части электрооборудования изолировать не­возможно, например ножи рубильников, то их ограждают. В электроустановках напряжением до 1000В расстояние от сетчатого ограждения до голых токоведущих частей должно быть не менее 100 мм, а от сплошного - не менее 50 мм.

Располагая токоведущие части электроустановок на недоступной (более 2 м) высоте, также ис­ключают возможность прикосновения к ним человека.

Радикальное средство защиты от случайного появления напряжения на металлических частях электрооборудования (корпуса машин и аппаратуры, оболочки кабелей, стальные трубы и др.), не находящихся под напряжением, - устройство заземления и зануления.

В вопросах применения и практического выполнения защитного заземления и зануления следует руководствоваться требованиями не только ПУЭ, но и ГОСТ Р 50571. В ГОСТ Р 50571.2 – 94 «Электроустановки зданий. Часть 3. Основные характеристики» приводится классификация систем заземления электрических сетей:

IT, TT, TN-С, TN-C-S, TN-S (рис.3.1).

Применительно к сетям переменного тока напряжением до 1 кВ обозначения имеют следующий смысл.

Первая буква - характер заземления источника питания (режим нейтрали вторичной обмотки трансформатора):

· I – изолированная нейтраль;

· Т – глухозаземленная нейтраль.

Вторая буква – характер заземления открытых проводящих частей (металлических корпусов) электроустановки:

· Т – непосредственная связь открытых проводящих частей (ОПЧ) с землей (защитное заземление);

· N – непосредственная связь ОПЧ с заземленной нейтралью источника питания (зануление).

Последующие буквы (если они имеются) – устройство нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:

· С – нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники объединены по всей сети;

· C-S – проводники N и РЕ объединены в части сети;

· S – проводники N и РЕ работают раздельно во всей сети.

Проводники, используемые в различных типах сетей, должны иметь определенные обозначения и расцветку (табл.3.2).

Таблица 3.2

Обозначение проводников

Наименование проводника	Обозначение	Расцветка
буквенное	графическое
Нулевой рабочий	N		Голубой
Нулевой защитный (защитный)	PE		Желто-зеленый
Совмещенный нулевой рабочий и нулевой защитный	PEN		Желто-зеленый с голубыми по концам метками, наносимыми при монтаже
Фазный	в трехфазной сети	L1, L2, L3		Все цвета, кроме вышеперечисленных
	в однофазной сети	L

Область применения этих способов защиты определяется режимом нейтрали и классом напряжения электроустановки.

Защитным заземлением называют преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением.

Заземляющее устройство состоит из заземлителя и проводника, соединяющего металлические части электроустановок с заземлителем. В качестве искусственных заземлителей применяют заглубляемые в землю стальные трубы, уголки штыри или полосы; естественных – уложенные в землю водопроводные или канализационные трубы, кабели с металлической оболочкой и т.п.

Принцип действия защитного заземления заключается в снижении до безопасных значений напряжений прикосновения и шага в случае появления электрического потенциала вследствие замыкания тока на металлические корпуса электрооборудования или других причин.

В трехфазных четырехпроводных сетях напряжением 380/220 В применяют защитное зануление - преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением, например при повреждении изоляции.

Защитное действие зануления заключается в том, что при повреждении изоляции любой фазы электроприемника возникает однофазное короткое замыкание. В результате образования токов короткого замыкания происходит автоматическое отключение поврежденного электроприемника или участка сети защитной аппаратурой (предохранителем, автоматическим выключателем). До момента от­ключения напряжение на зануленной металлической части электроприемника снижается в сравнении с фазным напряжением благодаря связи с заземленной нейтралью.

Недостаток зануления в том, что при обрыве нулевого провода все электроприемники за точкой обрыва оказываются без защиты. Чтобы устранить этот недостаток, повторно заземляют нулевые провода воздушных линий электропередачи. Повторные заземления устраивают по концам как магистральных, так и ответвительных линий при их длине не более 200 м, а также на вводах в здания, внутри которых применяется зануление. Расстояние от электроприемников, расположенных вне здания и подлежащих занулению, до ближайшего повторного заземления или до заземления нейтрали должно быть не более 100м.

На животноводческих фермах и комплексах применяют устройство выравнивания электрических потенциалов (УВЭП) между электропроводящим полом или землей, с одной стороны, и доступными для прикос­новения металлическими нетоковедущими частями электроустановок и технологического оборудования, а также металлическими трубопроводами - с другой. Принцип электрозащит­ного действия УВЭП заключается в уменьшении до допустимых преде­лов разности потенциалов, приходящейся на тело человека или животного, стоящих на полу (или на земле) и касающихся металлических нетоковедущих частей, оказавшихся под напряжением.

УВЭП в животноводческих помещениях выполняют в виде частой металлической сетки, закладываемой в бетонную подготовку пола помещения и электрически соединенной с металлическими нетоковедущими частями технологического оборудования, доступного для прикосновения животным. Если на этих металлических частях появляется электрический потенциал, то такой же потенциал оказывается и на металлической сетке. Деревянный настил пола, на котором стоят животные, всегда влажный, и его удельное сопротивление незначительно. Поэтому потенциал пола в зоне размещения животных близок к потенциалу сетки, а возможное напряжение прикосновения (разность потенциалов, приходящаяся на тело животных) оказывается безопасным. Для удешевления УВЭП применяют вместо сетки металлические полосы и провода, проложенные под полом, где размещены животные.

При обслуживании электроустановок широко применяют специальные плакаты: пре­достерегающие«Под напряжением, опасно для жизни!», «Не влезай, убьет!», «Стой, опасно для жизни!», запрещающие«Не включать, работают люди», разрешающие«Ра­ботать здесь», «Влезать здесь» и напоминающие«Заземлено», которые вывешиваются в соответствующих местах.